作者:李德鋒 劉峰
隨著通信產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展、通信網(wǎng)絡規(guī)模的逐漸擴大,高開關電源、不間斷電源(UPS)等電源設備,及機房專用空調(diào)等環(huán)境配套設備的數(shù)量也隨之急劇增加。其中,高頻開關電源、不間斷電源負荷特性為高功率因數(shù)且含大量諧波,呈容性負載;而機房專用空調(diào)功率因數(shù)低且多采用變頻技術,造成大量諧波,整體呈感性負載。雖然容性負載和感性負載有一定的補償作用,但效果不理想,存在諸多隱患。
TSC(上)與TSVG(下)補償曲線對比
傳統(tǒng)LC式無功過補不可避免
傳統(tǒng)的濾波裝置采用LC式無源濾波器,其基本原理是利用電容、電抗組成的串聯(lián)諧振回路,將濾波器的諧振次數(shù)設定為需要濾除的諧波次數(shù)。對于需要濾除的諧波電流,濾波器呈現(xiàn)出低阻抗通道,使之大部分流入濾波器,很少流入電網(wǎng),從而達到濾波目的。但此類的傳統(tǒng)無源濾波器存在一些明顯缺陷。在利用電容、電抗組成串聯(lián)諧振回路,吸收諧波的同時,電容器必向系統(tǒng)輸出大量的無功補償容量。若在自然功率因數(shù)較高的場合,采用這種濾波器將不可避免出現(xiàn)無功過補的問題,所導致的直接后果將是,濾波器要么不能正常投運,起不到濾波效果;要么就是投運后因過補而抬高母線電壓,危害其它用電設備的安全運行。并且其濾波特性受電網(wǎng)阻抗和運行狀態(tài)的影響,濾波效果不穩(wěn)定,容易和系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振,使電源端的阻抗和無源濾波器產(chǎn)生諧振,導致某些諧波放大,而濾波支路過載時,容易出現(xiàn)無法正常運行的現(xiàn)象。因一條LC支路只能濾除一種頻率的諧波,若現(xiàn)場諧波成分復雜,就需添加多個濾波支路,這既增加了設備占地面積,又提高了項目投資費用。
10kV中壓補償特點顯著
鑒于通信負荷的特點及傳統(tǒng)補償?shù)牟蛔,新型有效、安全可靠的補償技術應運而生。如當通信局(站)市電引入容量達到15MVA(15000kVA)及以上時,應在開閉所(通常叫做開關站)設置中壓動態(tài)補償,可將功率因數(shù)由0.8補償?shù)?.9,這樣既可以達到滿意效果又可以節(jié)省投資。
作為中壓補償裝置應具備如下技術特點:采用大功率IGBT管組成三相逆變器,既補償感性負荷,又補償容性負荷,并可動態(tài)雙向連續(xù)調(diào)節(jié)無功功率。整套裝置可實現(xiàn)大容量和無級補償,無功容量在保證連續(xù)調(diào)節(jié)與平滑輸出的同時,又克服了電容器分組分級投切的缺陷。裝置在補償容量足夠的情況下可實現(xiàn)趨近為1的功率因數(shù),能根據(jù)負荷無功功率的大小及功率因數(shù)的實際運行水平自動投切,動態(tài)補償無功功率,并且響應速度應小于10ms,調(diào)節(jié)速度快,動態(tài)